NO119701B

NO119701B -

Info

Publication number: NO119701B
Application number: NO167209A
Authority: NO
Inventors: Fritz Maurer
Original assignee: Fritz Maurer
Priority date: 1966-03-11
Filing date: 1967-03-10
Publication date: 1970-06-22
Also published as: US3394522A; GB1150338A; FR1512898A; DE1609438A1; SE309100B; AT273457B; FI45480B; CH452843A; FI45480C

Description

Fremgangsmåte og apparat til forbrenning av svovel. Method and apparatus for burning sulfur.

Foreliggende oppfinnelse angår i sin The present invention relates in its

alminnelighet fremstillingen av svoveldi-oksydgass, og særlig angår den fremgangsmåte og apparater til forbrenning av svovel i relativt små, kompakte enheter. in general the production of sulfur dioxide gas, and in particular it concerns the method and apparatus for burning sulfur in relatively small, compact units.

Oppfinnelsen tilveiebringer en til fremstilling av svoveldioksyd ved forbrenning bestemt fremgangsmåte, som karakteriseres ved at luft og svovel innmates i et forbrenningskammer med en sådan hastighet, at det i nevnte kammer opprettes en massehastighet større enn 48,8 kg pr. dm<2> pr. time, at blandingen av luft og svovel forbrennes mens turbulent omblanding opprettholdes, inntil svovelet hovedsakelig er fullstendig omvandlet til svoveldioksyd. The invention provides a method for the production of sulfur dioxide by combustion, which is characterized by the fact that air and sulfur are fed into a combustion chamber at such a rate that a mass rate greater than 48.8 kg per second is created in said chamber. dm<2> per hour, that the mixture of air and sulfur is burned while turbulent mixing is maintained, until the sulfur is essentially completely converted to sulfur dioxide.

Oppfinnelsen angår også et til forbrenning av svovel bestemt apparat, som i kombinasjon omfatter en svovelmatnings-anordning, et forbrenningskammer i forbindelse med nevnte svovelmatningsanord-ning, hvilket kammer i hovedsaken har rør-form, og en lufttilførselsanordning, som tjener til å tilføre luft til nevnte kammer for å fremkalle forbrenningen av svovelet, idet svovelmatningsanordningen og lufttil-førselsanordningen tilfører luft og svovel til kammeret ved sådanne trykk og med sådanne strømningshastigheter, at den massehastighet, som hersker i kammeret under forbrenningen, overskrider 48,8 kg pr. dm<2> pr. time og forholdet mellom vekten av den i kammeret inntredende luft og vekten av det i kammeret inntredende svovel pr. tidsenhet er i området fra 4,3 til 13. The invention also relates to an apparatus intended for the combustion of sulphur, which in combination comprises a sulfur feeding device, a combustion chamber in connection with said sulfur feeding device, which chamber is mainly tubular in shape, and an air supply device, which serves to supply air to said chamber to cause the combustion of the sulphur, the sulfur feeding device and the air supply device supplying air and sulfur to the chamber at such pressures and at such flow rates that the mass velocity prevailing in the chamber during combustion exceeds 48.8 kg per dm<2> per hour and the ratio between the weight of the air entering the chamber and the weight of the sulfur entering the chamber per time unit is in the range from 4.3 to 13.

I mange år er svoveldioksyd blitt fremstilt ved forbrenning av svovel, og således fremstilt svoveldioksyd har i stor utstrek-ning vært anvendt i papirindustrien, i før-ste rekke for framstillingen av sulfitmasse, i næringsmiddelindustrien som et konser-veringsmiddel og for andre formål, og i mange andre industrier for konservering, røkning, garving og en mangfoldighet av andre formål. For many years, sulfur dioxide has been produced by burning sulphur, and sulfur dioxide thus produced has been used to a large extent in the paper industry, primarily for the production of sulphite pulp, in the food industry as a preservative and for other purposes, and in many other industries for preserving, smoking, tanning and a multitude of other purposes.

Flere forskjellige typer apparatur står til disposisjon for fremstilling av svoveldioksyd ved forbrenning av svovel. I alminnelighet omfatter denne apparatur anordninger for smeltning eller fordampning av fast svovel, idet væsken eller dam-pen derpå pumpes til et forbrenningskammer, i hvilket svovelet forbrennes. Man har hittil trodd, at de forbrente gasser måtte holdes på en høy temperatur i en betydelig tidsperiode for å oksydere svovelet fullstendig til svoveldioksyd. Several different types of equipment are available for the production of sulfur dioxide by burning sulphur. In general, this apparatus includes devices for melting or vaporizing solid sulphur, the liquid or steam being then pumped to a combustion chamber, in which the sulfur is burned. Until now, it has been believed that the burnt gases had to be kept at a high temperature for a considerable period of time in order to oxidize the sulfur completely to sulfur dioxide.

Følgelig har det vært ansett nødven-dig ved bygging av svovelbrennovner å anvende meget store forbrenningskammere for å gi tilstrekkelig tid for den kjemiske reaksjon av svovel og surstoff til å danne svoveldioksyd. I virkeligheten har det vært et godtatt prinsipp ved bygging av svovelbrennovner, at jo større kammerne er desto bedre er konstruksjonen. I denne sammenheng er svovelbrennovnene blitt klassifisert ved volumet av kammerne i forhold til den i en bestemt tid forbrente svovelmengde. Spesifikt er brennovnene blitt klassifisert i m<3> brennkammervolum pr. tonn forbrent svovel pr. døgn, og det er i alminnelighet blitt ansett som ønskelig, at størrelsesgra-den av kammerne ikke bør være mindre enn 0,7 m<3> pr. tonn pr. døgn og at størrel-sesgrader opp til 1,7 m<3> pr. tonn pr. døgn ville være både praktiske og ønskelige, idet sådanne størrelsesgrader ble formodet å være nødvendige for å gi tilstrekkelig tid til den kjemiske reaksjon av svovel og surstoff. Consequently, it has been considered necessary when building sulfur burning furnaces to use very large combustion chambers to allow sufficient time for the chemical reaction of sulfur and oxygen to form sulfur dioxide. In fact, it has been an accepted principle in the construction of sulfur furnaces that the larger the chambers the better the construction. In this context, the sulfur burning furnaces have been classified by the volume of the chambers in relation to the amount of sulfur burned in a certain time. Specifically, the incinerators have been classified in m<3> combustion chamber volume per tonnes of sulfur burned per day, and it has generally been considered desirable that the size of the chambers should not be less than 0.7 m<3> per tonnes per day and that magnitudes up to 1.7 m<3> per tonnes per days would be both practical and desirable, as such degrees of magnitude were supposed to be necessary to give sufficient time for the chemical reaction of sulfur and oxygen.

Som et tydeliggjørende eksempel har en Glen Falls roterende brennovn, som er en standard-svovelbrennovn som benyttes i papirindustrien, en forbrenningskammer-størrelsesgrad av 1,7 ms pr. tonn pr. døgn. Et annet utstrakt anvendt industrielt anlegg har en størrelsesgrad av 1,3 m<3> pr. tonn pr. døgn, mens enda et annet har en størrelsesgrad av 0,8 m<3> pr. tonn pr. døgn. Det finnes såvidt bekjent ingen industrielle svovelbrennovner, som har en størrelsesgrad av mindre enn ca. 0,7 m<3> pr. tonn pr. døgn. Det skal bemerkes, at stør-relsesgraden av en brennovn ikke refererer seg til dens produksjon men til volumet av forbrenningskammerne pr. tonn svovel, som forbrennes pr. døgn. As an illustrative example, a Glen Falls rotary kiln, which is a standard sulfur kiln used in the paper industry, has a combustion chamber size ratio of 1.7 ms per tonnes per day and night. Another extensively used industrial facility has a scale of 1.3 m<3> per tonnes per day, while yet another has a degree of magnitude of 0.8 m<3> per tonnes per day and night. As far as is known, there are no industrial sulfur burning furnaces, which have a size range of less than approx. 0.7 m<3> per tonnes per day and night. It should be noted that the size of an incinerator does not refer to its production but to the volume of the combustion chambers per tonnes of sulphur, which is burned per day and night.

Anvendelsen av sådanne store forbrenningskammere krever ikke bare betydelig kapitalinvestering, plass og vedlikehold, men fører også i seg selv til dårlig økonomi som følge av betydelig varmetap. Videre har sådanne store enheter skremt mange forbrukere av svoveldioksyd fra å produsere gassen, og som følge herav har de måttet kjøpe gassen i tankvogner og i sylindrer, idet gassen vanligvis er under trykk. Ulempene ved å kjøpe svoveldioksyd i tankvogner og i sylindrer skyldes den høye nris nå nrnriuktet samt omkostningene for håndtering av sylindrene og tankvognene, og dessuten har sådan håndtering tilbøye-lighet til å være et industrielt hasardspill. The use of such large combustion chambers not only requires significant capital investment, space and maintenance, but also leads in itself to poor economics as a result of significant heat loss. Furthermore, such large units have scared many consumers of sulfur dioxide from producing the gas, and as a result they have had to buy the gas in tankers and in cylinders, as the gas is usually under pressure. The disadvantages of buying sulfur dioxide in tank cars and in cylinders are due to the high odor now present as well as the costs of handling the cylinders and tank cars, and moreover such handling tends to be an industrial gamble.

For ikke å øke størrelsen av forbrenningskammerne i overensstemmelse med de hittil godtatte prinsipper for svovel-brennovnkonstruksjon ble det ansett som fordelaktig å minske hastigheten av den forbrente gass gjennom forbrenningskammerne. Imidlertid ga den forminskede hastighet ikke den mest tilfredsstillende forbrenning, og det ble funnet nødvendig å lede gassen gjennom en slingrende bane, hvilket forårsaket, at det fremkom relativt store hvirvelstrømmer. Med andre ord, de forbrente gasser ble ledet gjennom forbrenningskammeret med en relativt lav hastighet og omrørtes svakt under denne gjen-nomgang. Dette er den type av forbrenning, som hittil mentes være nødvendig for å sikre tilfredsstillende fremstilling av svoveldioksyd. In order not to increase the size of the combustion chambers in accordance with the hitherto accepted principles of sulfur furnace construction, it was considered advantageous to reduce the velocity of the burned gas through the combustion chambers. However, the reduced velocity did not give the most satisfactory combustion, and it was found necessary to direct the gas through a meandering path, which caused relatively large eddy currents to appear. In other words, the combusted gases were passed through the combustion chamber at a relatively low speed and were slightly agitated during this passage. This is the type of combustion which until now was believed to be necessary to ensure satisfactory production of sulfur dioxide.

Opprettelsen av den slingrende bane krevet anvendelse av hinderplater, stopp-anordninger eller lignende i veien for de varme gasser, som naturligvis har relativt kort levetid og forårsaker vedlikeholdspro-blemer. I denne sammenheng må man huske, at gasstemperaturene i forbren- The creation of the meandering path required the use of barrier plates, stopping devices or the like in the path of the hot gases, which naturally have a relatively short lifespan and cause maintenance problems. In this context, it must be remembered that the gas temperatures in combustion

ningskammeret kan være opptil 1480° C. ning chamber can be up to 1480° C.

Foruten å anvende store forbrenningskammere og slingrende baner er ytterligere forsøk blitt utført for å forbedre fremstillingen av svoveldioksyd ved anordning av forskjellige spredere eller munnstykker, men det prinsipp, at det kreves en lang reaksjonstid for å tilveiebringe maksimal fremstilling av svoveldioksyd, er i alminnelighet blitt fastholdt ved alt sådant ar-beide, og som en følge herav har størrelsen av forbrenningskammerne fortsatt å være meget stor, og som tidligere påpekt, er til og med større kammere ansett å være ønskelige. Besides using large combustion chambers and winding paths, further attempts have been made to improve the production of sulfur dioxide by the arrangement of various diffusers or nozzles, but the principle that a long reaction time is required to provide maximum production of sulfur dioxide has generally been maintained with all such work, and as a result the size of the combustion chambers has continued to be very large, and as previously pointed out, even larger chambers are considered desirable.

Nettoresultatet av de vedtatte svovel-brennerkonstruksjonsprinsipper har vært, at den eksisterende apparatur er kostbar, plasskrevende og upraktisk. Den eksisterende apparatur er også vanskelig å drive og å innstille på forskjellige arbeidshastigheter. Likeledes er store enheter vanskelige å sette igang og avstenge. The net result of the adopted sulfur burner construction principles has been that the existing apparatus is expensive, space-consuming and impractical. The existing equipment is also difficult to operate and to adjust to different working speeds. Likewise, large units are difficult to start and shut down.

Ved konvensjonell svovelforbrenningsapparatur, som sto til rådighet før frem-komsten av foreliggende oppfinnelse, smel-tes eller fordampes som ovenfor angitt svovelet før innsprøytning eller innmatning i forbrenningsmunnstykket. Fast svovel er ikke blitt forbrent direkte i industriell apparatur for umiddelbart å gi svoveldioksyd på grunn iav at den nåværende apparatur ikke egner seg til effektivt å forbrenne fast svovel direkte til svoveldioksyd. Nuværende anlegg omfatter følge-lig smeltetanker eller andre hjelpeappa-rater for å smelte eller fordampe svovelet. In the case of conventional sulfur combustion equipment, which was available before the advent of the present invention, the sulfur is melted or vaporized as stated above before injection or feeding into the combustion nozzle. Solid sulfur has not been burned directly in industrial apparatus to immediately give sulfur dioxide because the current apparatus is not suitable for efficiently burning solid sulfur directly to sulfur dioxide. Current facilities therefore include melting tanks or other auxiliary devices to melt or evaporate the sulphur.

Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er å overvinne de foran nevnte og andre mangler ved eksisterende svovelbrennovner og å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte og et tilhørende apparat for forbrenning av svovel, det være seg i form av fast stoff, damp eller væske, for effektivt å produsere svoveldioksyd. Et me-re spesielt formål med oppfinnelsen er å foreta sådan forbrenning i en relativ liten, kompakt enhet. Som det tydeligere frem-går av nedenstående grunner realisasjonen av dette og andre formål med oppfinnelsen seg på den oppdagelse, at tilveiebringelsen av en massehastighet med turbulent omblanding i et forbrenningskammer overstigende 48,8 kg sammenlagt gass pr. time pr. dm<2> tverrsnittsareal under forbrenningsperioden muliggjør i høy grad forbedrede betingelser og apparater for forbrenningen av svovel. Stort sett oppnås forbedringene ifølge denne oppfinnelse ved regulering av de brennende gasser på en særlig måte, som står i motsetning til de kunnskaper på området man hittil har hatt. The main purpose of the present invention is to overcome the aforementioned and other shortcomings of existing sulfur burning furnaces and to provide an improved method and associated apparatus for burning sulfur, be it in the form of solid, vapor or liquid, to efficiently produce sulfur dioxide. A more particular purpose of the invention is to carry out such combustion in a relatively small, compact unit. As is more clearly apparent from the reasons below, the realization of this and other objects of the invention is based on the discovery that the provision of a mass velocity with turbulent mixing in a combustion chamber exceeding 48.8 kg of combined gas per hour per dm<2> cross-sectional area during the combustion period enables greatly improved conditions and apparatus for the combustion of sulphur. For the most part, the improvements according to this invention are achieved by regulating the burning gases in a particular way, which stands in contrast to the knowledge in the area that has been available up to now.

Forskjellige grunntrekk ved oppfinnelsen er vist på hosstående tegninger. Fig. 1 er en sideprojeksjon, delvis i snitt, av et apparat ifølge oppfinnelsen, hvilket apparat er særlig egnet for anvendelse av smeltet svovel. Fig. 2 er en horisontalprojeksjon, også delvis i snitt, av det i fig. 1 viste apparat. Fig. 3 er en sideprojeksjon, delvis i snitt, av et annet apparat ifølge oppfinnelsen, hvilket apparat er særlig egnet for anvendelse av svovel fra en roterende brennovn, av hvilken en del er vist i denne figur. Fig. 4 er en horisontalprojeksjon av det i fig. 3 viste apparat. Fig. 5 viser i perspektiv en blander, som anvendes ved det i fig. 3 og 4 viste apparat. Fig. 6 er en skjematisk sideprojeksjon i snitt av et konvensjonelt apparat for forbrenning av svovel. Fig. 7 er en horisontalprojeksjon av et apparat av den i fig. 6 viste type. Fig. 8 er en skjematisk sideprojeksjon, delvis i snitt, av en annen konvensjonell svovelforbrenningsenhet. Various basic features of the invention are shown in the accompanying drawings. Fig. 1 is a side projection, partly in section, of an apparatus according to the invention, which apparatus is particularly suitable for the use of molten sulphur. Fig. 2 is a horizontal projection, also partially in section, of that in fig. 1 shown apparatus. Fig. 3 is a side projection, partly in section, of another apparatus according to the invention, which apparatus is particularly suitable for the use of sulfur from a rotary kiln, a part of which is shown in this figure. Fig. 4 is a horizontal projection of that in fig. 3 shown apparatus. Fig. 5 shows in perspective a mixer, which is used in the case in fig. 3 and 4 showed apparatus. Fig. 6 is a schematic side projection in section of a conventional apparatus for burning sulfur. Fig. 7 is a horizontal projection of an apparatus of the one in fig. 6 shown type. Fig. 8 is a schematic side projection, partially in section, of another conventional sulfur combustion unit.

Som ovenfor nevnt virkeliggjøres prinsippene ifølge denne oppfinnelse ved utfø-relse av turbulent omblanding av gasser ved en meget høy massehastighet, spesielt overstigende 48,8 kg gass pr. time pr. dm<2 >tverrsnitt under forbrenningsperioden, dvs. inntil i hovedsaken fullstendig dannelse av svoveldioksyd er skjedd. (Benevnelsen «massehastighet» er et velkjent uttrykk i den kjemiske teknologi, i alminnelighet betegnet ved symbolet G, og er som dets enheter viser vekten av gass pr. tidsenhet, som strømmer gjennom et bestemt areal som strekker seg stort sett vinkelrett på strømningsretningen). Ved konvensjonell svovelforbrenningsapparatur er massehastigheten i apparaturen vanligvis under ca. 4,9 kg gass pr. time pr. dm<2> tverrsnitt. Denne oppdagelse av den mere effektive forbrenning av svovel ved høye massehastigheter er ikke bare en betydningsfull avvikelse fra den nuværende kommersielle bruk, men dertil står læren om høye massehastigheter for svovelforbrenning i motsetning til den på området rådende lære, som fører til lave massehastigheter. Man har funnet, at ved anvendelse av turbulent omblanding og høye massehastigheter kan svovelet forbrennes i fast, flytende eller dampform med høy effektivitet, og følgelig er det mulig å eliminere anvendelsen av smelte- og fordampningsapparatur. As mentioned above, the principles according to this invention are realized by carrying out turbulent mixing of gases at a very high mass velocity, in particular exceeding 48.8 kg of gas per hour per dm<2 >cross-section during the combustion period, i.e. until essentially complete formation of sulfur dioxide has occurred. (The term "mass velocity" is a well-known expression in chemical technology, generally denoted by the symbol G, and as its units show the weight of gas per unit of time, flowing through a certain area which extends mostly perpendicular to the direction of flow). In conventional sulfur combustion equipment, the mass velocity in the equipment is usually below approx. 4.9 kg of gas per hour per dm<2> cross section. This discovery of the more efficient combustion of sulfur at high mass velocities is not only a significant departure from current commercial use, but also the doctrine of high mass velocities for sulfur combustion in contrast to the prevailing doctrine in the field, which leads to low mass velocities. It has been found that by using turbulent mixing and high mass velocities, the sulfur can be burned in solid, liquid or vapor form with high efficiency, and consequently it is possible to eliminate the use of melting and evaporation equipment.

På grunn av denne oppdagelse av å utføre turbulent omblanding ved høye massehastigheter har det vist seg, at forbrenning av svovel kan utføres i kammere, som er en trettiendedel av størrelsen av de forbrenningskammere som mentes å være nødvendige for forskjellige industrielle operasjoner anvendende svoveldioksyd. Videre muliggjør denne oppdagelse konstruksjon av apparatur, som kan innstilles for operasjoner, som har relativt vidt varierende krav. Med andre ord, et og samme anlegg kan utnyttes til fremstilling av vesentlig forskjellige mengder svoveldioksyd. Because of this discovery of performing turbulent mixing at high mass velocities, it has been found that the combustion of sulfur can be carried out in chambers one-thirtieth the size of the combustion chambers thought to be necessary for various industrial operations using sulfur dioxide. Furthermore, this discovery enables the construction of apparatus, which can be adjusted for operations, which have relatively widely varying requirements. In other words, one and the same plant can be used to produce significantly different amounts of sulfur dioxide.

Ved tilveiebringelsen av de høye massehastigheter ifølge oppfinnelsen hør forholdet mellom luftmengden og svovelmeng-den (på vektgrunnlag) være minst 4,3 og bør ikke overstige 13. Ved sådanne forhold mellom luft og svovel og med gitte mat-ningshastigheter kan tverrsnittsarealet av forbrenningskammeret bestemmes for å gi den ønskede massehastighet. When providing the high mass velocities according to the invention, the ratio between the amount of air and the amount of sulfur (on a weight basis) should be at least 4.3 and should not exceed 13. With such ratios between air and sulfur and with given feed rates, the cross-sectional area of the combustion chamber can be determined for to give the desired mass velocity.

Skjønt massehastighet av mere enn 48,8 kg gass pr. time pr. dm<2> tverrsnittsareal er blitt angitt, foretrekkes betydelig høyere massehastigheter, og i denne sammenheng er massehastigheter over 390 kg gass pr. time pr. dm<2> tverrsnittsareal blitt kommersielt anvendt ved utøvelse av foreliggende oppfinnelse. Det vil således innses, at produksjonen pr. enhet kan økes åtte ganger utover dens minimumsarbeidstil-stand ved økning av massehastigheten. Dette gir tilpassbarhet i drift, hvilken tilpassbarhet ikke er oppnådd ved tidligere kjent svovelforbrenningsapparatur. Although mass velocity of more than 48.8 kg of gas per hour per dm<2> cross-sectional area has been specified, significantly higher mass velocities are preferred, and in this context mass velocities above 390 kg of gas per hour per dm<2> cross-sectional area has been commercially used in the practice of the present invention. It will thus be realized that the production per unit can be increased eight times beyond its minimum working condition by increasing the mass velocity. This provides adaptability in operation, which adaptability has not been achieved with previously known sulfur combustion equipment.

Skjønt til og med høyere massehastigheter enn 390 kg gass pr. time pr. dm<2> tverrsnitt kan anvendes kan omkostningene for tilveiebringelse av sådanne høyere hastigheter blir uforholdsmessig store. Med andre ord, de høye massehastigheter krever høy-ere trykkfall, og omkostningene for sådanne trykkfall kan overskride verdien av å anvende høyere massehastigheter. Although even higher mass velocities than 390 kg of gas per hour per dm<2> cross section can be used, the costs for providing such higher speeds can be disproportionately large. In other words, the high mass velocities require higher pressure drops, and the cost of such pressure drops may exceed the value of using higher mass velocities.

Som ovenfor nevnt må gassene være i turbulent strømning under forbrenningen. Sådan turbulens kan frembringes på forskjellige måter, og i denne sammenheng kan den virkeliggjøres ved variasjoner i munnstykkets utførelse, utførelsen av forbrenningskammeret og måten for blanding av gasser i forbrenningskammeret. Det har imidlertid vist seg, at ved høye massehastigheter fremkommer den ønskede turbulens uavhengig av munnstykkets utførelse og utførelsen av forbrenningskammeret. Ved lavere massehastigheter er det imidlertid ifølge denne oppfinnelse ønskelig å øke turbulensen av de brennende gasser ved anvendelse av spesielle blandingsmunn-stykker, ved anvendelse av omrøringsan-ordninger inne i forbrenningskammerne og ved innføring av sekundærluft på spesielle måter for å øke turbulensen. Det vil imidlertid innses, at turbulensøkende anordninger er særlig av verdi ved de lavere massehastigheter, f. eks. massehastigheter under ca. 97,6 kg gass pr. time pr. dm<2 >tverrsnittsareal. I alminnelighet kan forbrenningskammerne derfor omfatte et jevnt rørformet kammer og det kan benyttes enkle munnstykker med innslipning av luft på hvilkensomhelst måte, forutsatt at den blir i hovedsaken jevnt fordelt under forbrenningen. As mentioned above, the gases must be in turbulent flow during combustion. Such turbulence can be produced in different ways, and in this context it can be realized by variations in the design of the nozzle, the design of the combustion chamber and the method of mixing gases in the combustion chamber. However, it has been shown that at high mass velocities the desired turbulence occurs regardless of the design of the nozzle and the design of the combustion chamber. At lower mass velocities, however, according to this invention, it is desirable to increase the turbulence of the burning gases by using special mixing nozzles, by using stirring devices inside the combustion chambers and by introducing secondary air in special ways to increase the turbulence. However, it will be realized that turbulence-increasing devices are of particular value at the lower mass velocities, e.g. mass velocities below approx. 97.6 kg of gas per hour per dm<2 >cross-sectional area. In general, the combustion chambers can therefore comprise a smooth tubular chamber and simple nozzles can be used with the introduction of air in any way, provided that it is mainly evenly distributed during combustion.

Med turbulent omblanding menes i denne beskrivelse opprettholdelsen av en tilstand av fluidumturbulens før forbrenningen og en tilstand hos de varme gasser av fluidumturbulens i det minste ekvivalent med et Reynolds tall av 5 000. Dette sikrer, at svovel bringes til å reagere og at gassen ikke inneholder ureagert svovel og luft ved enden av kammerne, idet denne betingelse er nødvendig for tilfredsstillende fremstilling av svoveldioksyd. I denne forbindelse kan forbrenningskammeret være forlenget for å sikre fullstendig forbrenning av svovel, og det har vist seg, at lengden av forbrenningskammeret ikke be-høver være mer enn fire ganger lengden av flammen i brennovnen for å frembringe tilfredsstillende operasjoner. Turbulent mixing in this description means the maintenance of a state of fluid turbulence before combustion and a state of fluid turbulence in the hot gases at least equivalent to a Reynolds number of 5,000. This ensures that sulfur is brought to react and that the gas does not contain unreacted sulfur and air at the end of the chambers, this condition being necessary for the satisfactory production of sulfur dioxide. In this connection the combustion chamber may be extended to ensure complete combustion of sulphur, and it has been found that the length of the combustion chamber need not be more than four times the length of the flame in the incinerator to produce satisfactory operations.

Som kjent er Reynolds tall direkte proporsjonalt med diameteren av kanalen eller kammeret og hastigheten av gassen gjennom kammeret. Det har også forbindelse med viskositeten, og for å bestemme Reynolds tall anvendes en viskositet av 0,0575 centipois (17 % svoveldioksyd ved 1315° C). As is known, Reynolds number is directly proportional to the diameter of the channel or chamber and the velocity of the gas through the chamber. It is also related to the viscosity, and to determine the Reynolds number a viscosity of 0.0575 centipois (17% sulfur dioxide at 1315° C) is used.

i Da hastigheten er omvendt proporsjo-nal med kvadratet på kammerets radius for en gitt strømningshastighet gjelder, at jo mindre diameteren er, desto større blir Reynolds tall og desto høyere massehastigheten. Man innser således, at den ringe størrelse av kammerets diameter er et vik-tig trekk ved oppfinnelsen for sikring av turbulent omblanding og høy massehastighet. i As the velocity is inversely proportional to the square of the chamber's radius for a given flow velocity, the smaller the diameter, the greater the Reynolds number and the higher the mass velocity. One thus realizes that the small size of the chamber's diameter is an important feature of the invention for ensuring turbulent mixing and high mass velocity.

Som ovenf or påpekt har de angitte prinsipper for oppfinnelsen muliggjort bygging av svovelbrennovner med en produksjons-evne ekvivalent med eksisterende apparatur men med et forbrenningskammer, som er en liten brøkdel av størrelsen av denne kjente apparatur. Ved forminskning av størrelsen av kammerne blir ennvidere overflatearealet forminsket, således at varmetap kan forminskes og gassternpera-turer forbli høyere. Dessuten tillater sådan størrelsesf orminskning en raskere opp-rettelse av driftsbetingeliser, således at brennovnen ifølge denne oppfinnelse kan igangsettes raskere enn konvensjonell apparatur. Følgelig er apparaturen ifølge oppfinnelsen mere tilpassbar for kommersielle fremgangsmåter, som har intermit-tent© svoveldioksydbehov. As pointed out above, the stated principles of the invention have enabled the construction of sulfur burning furnaces with a production capacity equivalent to existing equipment but with a combustion chamber, which is a small fraction of the size of this known equipment. By reducing the size of the chambers, the surface area is further reduced, so that heat loss can be reduced and gas temperatures remain higher. Moreover, such a reduction in size allows a faster establishment of operational conditions, so that the incinerator according to this invention can be started more quickly than conventional equipment. Consequently, the apparatus according to the invention is more adaptable for commercial processes, which have an intermittent demand for sulfur dioxide.

Skjønt forskjellige sperreplate-, gitter-og bladanordninger kan være anordnet for frembringelse av turbulent omblanding, omfatter foreliggende oppfinnelse oppda-gelsen av midler, hvorved i høy grad tilfredsstillende drift kan oppnås uten sådanne sperreplateanordninger og bladanordninger og hvorved hovedsakelig slettvegge-de kammere kan anvendes. Dette medfører en betydelig fordel såvel med hensyn til vedlikehold som til anleggsomkostninger. På grunn av at forbrenningskammeret kan være glattvegget, forhindres lokalisert over-opphetning i hovedsaken, og likeledes opp-står ingen punkter av ansamling av smuss eller avleiring. Dessuten er rengjøring av sådanne glatte vegger en relativt lett opp-gave, og effektiv tilbakevinning av varme kan lett frembringes. Although different barrier plate, grid and blade devices can be arranged to produce turbulent mixing, the present invention includes the discovery of means by which highly satisfactory operation can be achieved without such barrier plate devices and blade devices and whereby mainly plain-walled chambers can be used. This entails a significant advantage both in terms of maintenance and construction costs. Due to the fact that the combustion chamber can be smooth-walled, localized overheating is prevented in the main, and likewise no points of accumulation of dirt or deposits arise. Moreover, cleaning such smooth walls is a relatively easy task, and efficient recovery of heat can be easily achieved.

Forbrenningskammeret kan strekke seg i en vertikal retning eller i en horisontal retning, eller også kan det strekke seg i en eller annen mellomliggende vinkel. Appa-raturoppbyggingen er således meget tilpassbar og smidig og kan anordnes til å gi plass for forskjellige produksjonsanlegg og industrielle fremgangsmåter og operasjoner. The combustion chamber may extend in a vertical direction or in a horizontal direction, or it may extend at some intermediate angle. The equipment structure is thus very adaptable and flexible and can be arranged to provide space for different production facilities and industrial processes and operations.

Fig. 1 og 2 på tegningen viser et apparat ifølge oppfinnelsen, som tjener til om-vandling av 2,5 tonn smeltet svovel pr. dag til svoveldioksyd. Apparatet omfatter en munnstykkeseksjon 13, i hvilken luft innmates gjennom et rør 15 og smeltet svovel gjennom et rør 17. For å bibeholde svovelet i smeltet tilstand er munnstykkeseksjonen omgitt av en dampmantel 19, til hvilken manteldamp avgis gjennom en rør-ledning 19a og kondensat fjernes gjennom en rørledning 19b. Apparatet omfatter også et sylindrisk forbrenningskammer 21, som er forlagt umiddelbart medstrøms fra munnstykkeseksjonen 13 og begrenser en stort sett L-formet bane og omfatter et hylster 22 foret med tungtsmeltelig eller ildfast materiale 23. Kammeret 21 har i det vesentlige slette vegger og er fri for sperreplater, blad eller lignende samt omfatter et ben 21a, som står i forbindelse med munnstykkeseksjonen, og et annet ben 21b, som munner ut i en svoveldiok-sydgass-gjenvinningsenhet (ikke vist). For-brenningskammerets ben 21a, som står i forbindelse med munnstykkeseksjonen 13, er ca. 3 m i lengde, og det er forbundet med benet 21b, som er ca. 1,5 m langt. Hylstret 22 er omgitt av mantler 25, gjennom hvilke luft for forbrenningen suges, idet luften forvarmes av hylstret 22. Figs 1 and 2 in the drawing show an apparatus according to the invention, which serves to convert 2.5 tonnes of molten sulfur per day to sulfur dioxide. The apparatus comprises a nozzle section 13, into which air is fed through a pipe 15 and molten sulfur through a pipe 17. In order to maintain the sulfur in a molten state, the nozzle section is surrounded by a steam jacket 19, to which jacket steam is delivered through a pipe line 19a and condensate is removed through a pipeline 19b. The apparatus also comprises a cylindrical combustion chamber 21, which is located immediately downstream of the nozzle section 13 and limits a generally L-shaped path and comprises a casing 22 lined with a refractory or refractory material 23. The chamber 21 has substantially smooth walls and is free of barrier plates, blades or the like and comprises a leg 21a, which is connected to the nozzle section, and another leg 21b, which opens into a sulfur dioxide-south gas recovery unit (not shown). The leg 21a of the combustion chamber, which is connected to the nozzle section 13, is approx. 3 m in length, and it is connected to leg 21b, which is approx. 1.5 m long. The casing 22 is surrounded by casings 25, through which air for combustion is sucked, the air being preheated by the casing 22.

Som vist i fig. 1 omfatter forbrennings-kammerets benseksjon 21a en utvidet seksjon 21a', som ligger umiddelbart med-strøms fra munnstykkeseksjonen 13, og en seksjon av forminsket diameter 21a", som står i forbindelse med den utvidede seksjon 21a'. Diameteren av den utvidede seksjon 21a' er 30 cm, og den strekker seg approksimativt 90 cm nedover kammeret 21. Seksjonen av forminsket diameter 21a" er 20 cm i diameter, og den er forbundet med benet 21b, som også er 20 cm i diameter. As shown in fig. 1, the combustion chamber leg section 21a comprises an enlarged section 21a', which is immediately downstream of the nozzle section 13, and a section of reduced diameter 21a", which is in communication with the enlarged section 21a'. The diameter of the enlarged section 21a' is 30 cm, and it extends approximately 90 cm down the chamber 21. The reduced diameter section 21a" is 20 cm in diameter, and it is connected to the leg 21b, which is also 20 cm in diameter.

Utvidelse eller forstørrelse av seksjonen av forbrenningskammeret umiddelbart medstrøms fra munnstykket er ønskelig i lavkapasitets-brennovner, ved hvilke brennovner tverrsnittsarealet er lite. Sådan utvidelse eller forstørrelse øker overflatearealet og øker følgelig stråling tilbake til kammeret, hvilket fører til mere forbedret forbrenning. I alminnelighet bør ved lav-kapasitetsbrennovner, som har små dia-metre, og ved massehastigheter opp til ca. 244 kg pr. dm<2> pr. time, den forstørrede eller utvidede seksjon av forbrenningskammeret ha en diameter av ca. 30 cm og bør strekke seg ca. 0,9 m nedover kammeret fra munnstykket for å frembringe mest tilfredsstillende forbrenning. Utvidelsen medfører foruten frembringelse av mer forbedret forbrenning jevnere forbrennings-betingelser. Widening or enlarging the section of the combustion chamber immediately downstream of the nozzle is desirable in low-capacity incinerators, in which incinerators the cross-sectional area is small. Such expansion or enlargement increases the surface area and consequently increases radiation back to the chamber, leading to more improved combustion. In general, with low-capacity incinerators, which have small diameters, and with mass velocities up to approx. 244 kg per dm<2> per hour, the enlarged or extended section of the combustion chamber having a diameter of approx. 30 cm and should extend approx. 0.9 m down the chamber from the nozzle to produce the most satisfactory combustion. In addition to producing more improved combustion, the expansion results in smoother combustion conditions.

Som vist i fig. 1 og 2 står luftkanaler 27, 28 og 29 i forbindelse med forbrenningskammeret 21 medstrøms fra munnstykkeseksjonen 13, og disse kanaler konvergerer bort fra denne seksjon, dvs. kanalene konvergerer i medstrømningsretningen. Ved den viste utførelsesform er hver av luft-kanalene 27, 28 og 29 5 cm i diameter og kanalene 27 og 38 er beliggende ca. 3 cm medstrøms fra munnstykkeseksjonen, og kanalene 27 og 28 ca. 5 cm medstrøms fra munnstykkeseksjonen 13, mens kanalen 29 er 50 cm medstrøms fra munnstykkeseksjonen. Kanalene 27, 28 og 29 konvergerer i en vinkel av 60° i forhold til kammerets akse. Disse kanaler 27, 28 og 29 er forbundet med en vifte eller blåsemaskin 31 gjennom ledninger 32, idet viften 31 mottar forvarmet luft fra mantlene 25 gjennom kanaler 33. As shown in fig. 1 and 2, air ducts 27, 28 and 29 are in connection with the combustion chamber 21 downstream from the nozzle section 13, and these ducts converge away from this section, i.e. the ducts converge in the co-flow direction. In the embodiment shown, each of the air channels 27, 28 and 29 is 5 cm in diameter and the channels 27 and 38 are located approx. 3 cm downstream from the nozzle section, and channels 27 and 28 approx. 5 cm downstream from the nozzle section 13, while the channel 29 is 50 cm downstream from the nozzle section. The channels 27, 28 and 29 converge at an angle of 60° in relation to the axis of the chamber. These channels 27, 28 and 29 are connected to a fan or blower 31 through lines 32, the fan 31 receiving preheated air from the mantles 25 through channels 33.

Den sammenlagte lengde av forbrenningskammeret er 4,5 m, men svovelet om-vandles i hovedsaken fullstendig til svoveldioksyd i de første 1,8 m av kammeret 21. Den ekstra lengde er tilstede for å til-passe apparatet for enhver variasjon i for-brenningsbetingelser, som kan inntreffe. The overall length of the combustion chamber is 4.5 m, but the sulfur is essentially completely converted to sulfur dioxide in the first 1.8 m of the chamber 21. The extra length is present to accommodate the apparatus for any variation in combustion conditions. , which may occur.

Den brennergass og svoveldioksyd, som dannes, strømmer ut fra benet 21b av forbrenningskammeret 21. Utvinning av svo-veldioksydgassen foretas på velkjent måte, og apparater for tilveiebringelse av sådan utvinning er ikke vist på tegningene. The combustion gas and sulfur dioxide which are formed flow out from the leg 21b of the combustion chamber 21. Recovery of the sulfur dioxide gas is carried out in a well-known manner, and apparatus for providing such recovery is not shown in the drawings.

I drift innmates svovel i smeltet form i munnstykkeseksjonen gjennom røret 17 og finfordelingsluft gjennom røret 15, idet forholdet mellom svovel og finfordelingsluft er 8:1 beregnet på vekt. Tilsatsluft innmates i kammeret 21 gjennom kanalene 27, 28 og 29 under et trykk av 7,5 cm vann. Oppvarmningsdamp innføres i rørlednin-gen 19 under et trykk av 4,2 kg pr. cm<2>. In operation, sulfur is fed in molten form into the nozzle section through pipe 17 and fine distribution air through pipe 15, the ratio between sulfur and fine distribution air being 8:1 calculated by weight. Additional air is fed into the chamber 21 through the channels 27, 28 and 29 under a pressure of 7.5 cm of water. Heating steam is introduced into the pipeline 19 under a pressure of 4.2 kg per cm<2>.

Den i fig. 1 og 2 viste apparatur er i stand til efektivt å behandle fra omkring 3/4 til omkring 2,5 tonn svovel pr. døgn (24 timer). I forbrenningskammeret kan massehastigheten være fra ca. 53,6 til oa. 190 ikg gass pr. dm<2> pr. time. Med svovel-matningshastigheter av 2,5 tonn pr. døgn og med luftmatning ved de spesifiserte hastigheter, er Reynolds tall 18 000 i forbrenningskammeret 21a. The one in fig. The apparatus shown in 1 and 2 is capable of effectively treating from about 3/4 to about 2.5 tonnes of sulfur per day (24 hours). In the combustion chamber, the mass velocity can be from approx. 53.6 to oa. 190 ikg of gas per dm<2> per hour. With sulfur feeding rates of 2.5 tonnes per 24 hours a day and with air supply at the specified speeds, the Reynolds number is 18,000 in the combustion chamber 21a.

Ved den i fig. 1 og 2 viste utførelses-form er forbrenningskammervolumet pr. tonn forbrent svovel eller størrelsesgraden mindre enn 0,2 m<3> pr. tonn svovel pr. døgn under minimumsdriftsbetingelser, mens ved optimumsbetingelser størrelsesgraden er ca. 0,06 cm<3> pr. tonn svovel pr. døgn, til og med under hensyntagen til det for variasjoner i forbrenningsbetingelsene be-regnede ekstra volum. Denne utførelses-form har samme kapasitet som den i fig. 8 viste enhet, som representerer en for nærværende benyttet kommersiell enhet. Denne enhet omfatter et matningsrør 41, som innmater svovel i en roterende brennovn 43. Fra den roterende brennovn innmates svoveldampen og andre gasser i et i hovedsaken sylindrisk forbrenningskammer 45, hvori svoveldampen forbrennes. I hensikt å behandle 2 tonn svovel pr. døgn er forbrenningskammeret i den kommersielle utførelsesform 1,8 m høy og 1,5 m i diameter, således at det pr. tonn svovel nødvendige volum er nesten 1,7 m<3> pr. tonn svovel forbrent pr. døgn. By the one in fig. 1 and 2 shown embodiment is the combustion chamber volume per tonnes of burnt sulfur or the degree of size less than 0.2 m<3> per tonnes of sulfur per 24 hours under minimum operating conditions, while under optimum conditions the magnitude is approx. 0.06 cm<3> per tonnes of sulfur per day, even taking into account the extra volume calculated for variations in the combustion conditions. This embodiment has the same capacity as the one in fig. 8 shown unit, which represents a currently used commercial unit. This unit comprises a feed pipe 41, which feeds sulfur into a rotary incinerator 43. From the rotary incinerator, the sulfur vapor and other gases are fed into a mainly cylindrical combustion chamber 45, in which the sulfur vapor is burned. With the intention of treating 2 tonnes of sulfur per 24 hours, the combustion chamber in the commercial version is 1.8 m high and 1.5 m in diameter, so that per tonnes of sulfur required volume is almost 1.7 m<3> per tonnes of sulfur burned per day and night.

Det vil fremgå av det foregående, at prinsippene for oppfinnelsen fører til en meget mer kompakt enhet for fremstilling av svoveldioksyd enn den som hittil har stått til rådighet. I virkeligheten innser man av det foregående, at størrelsen av forbrenningskammeret kan være 1/30 av størrelsen av en tilsvarende konvensjonell enhet. Dette anskueliggjøres ytterligere av det i fig. 3—7 på tegningene viste apparat, hvilke figurer også anskueliggjør den lett-het, med hvilken prinsippene for oppfinnelsen kan anvendes på eksisterende apparatur. Disse figurer viser hvordan et forbrenningskammer ifølge oppfinnelsen kan erstatte et forbrenningskammer, som har en høy størrelsesgrad eller kapasitet. It will be apparent from the foregoing that the principles of the invention lead to a much more compact unit for the production of sulfur dioxide than that which has hitherto been available. In reality, it is realized from the foregoing that the size of the combustion chamber may be 1/30 of the size of a corresponding conventional unit. This is further illustrated by what in fig. 3-7 in the drawings showed apparatus, which figures also illustrate the ease with which the principles of the invention can be applied to existing apparatus. These figures show how a combustion chamber according to the invention can replace a combustion chamber, which has a high degree of size or capacity.

Fig. 6 og 7 viser et konvensjonelt apparat for fremstilling av svoveldioksyd av svovel, hvilket apparat er alminnelig kjent som en roterende brennovn med et hjelpe-forbrenningskammer. Dette apparat omfatter et svovelmatningsrør 51, som innmater smeltet svovel i en het roterende brennovn 53. Tilstrekkelig med luft innføres i brennovnen for å frembringe fordampning av den ønskede mengde svovel. Svoveldampen avgis til et forbrenningskammer 55 med mer luft, som kommer gjennom et spjeld 54, og forbrennes. I kammeret 55 er anordnet en sperreplate 56 (fig. 6), som er opp-bygd av ildfaste materialer. Svoveldioksydet passerer rundt sperreplaten og avgis gjennom en avløpskanal 57. Ved en del kommersielle anlegg er sperreplaten erstattet med oppdemningsverk eller gitter. Figs 6 and 7 show a conventional apparatus for producing sulfur dioxide from sulphur, which apparatus is commonly known as a rotary kiln with an auxiliary combustion chamber. This apparatus comprises a sulfur feed pipe 51, which feeds molten sulfur into a hot rotary furnace 53. Sufficient air is introduced into the furnace to produce vaporization of the desired amount of sulfur. The sulfur vapor is discharged to a combustion chamber 55 with more air, which comes through a damper 54, and is burned. A blocking plate 56 (fig. 6) is arranged in the chamber 55, which is made up of refractory materials. The sulfur dioxide passes around the barrier plate and is released through a drain channel 57. In some commercial plants, the barrier plate is replaced with a dam or grid.

Ved et kommersielt anlegg av den i fig. 6 og 7 viste type for behandling av 17 tonn svovel pr. døgn er kammeret 2,4 m i diameter og 4,8 m i høyde, således at det for hvert tonn svovel nødvendige volum er ca. 0,85 m<3> pr. tonn svovel (hvilket tar med i beregningen det volum, som opptas av sperreplatens teglmurverk). In a commercial installation of the one in fig. 6 and 7 showed type for treatment of 17 tonnes of sulfur per 24 hours, the chamber is 2.4 m in diameter and 4.8 m in height, so that for each tonne of sulfur the required volume is approx. 0.85 m<3> per tonnes of sulfur (which includes in the calculation the volume taken up by the barrier plate's brickwork).

Fig. 3 og 4 viser et apparat, som er bestemt for behandling av utgangsproduk-tet fra en roterende brennovn, og som kan erstatte det i fig. 6 og 7 viste kammer 55. Apparatet omfatter et forbrenningskammer 59 og en sylindrisk munnstykkeseksjon 61, som passer på utmatningsenden 63 av en roterende brennovn 65. Munnstykkeseksjonen 61 omfatter en blander 64, som er formet således som vist i fig. 5, idet blanderen er formet således at den gir mere areal for omblanding og gir luft- og svo-veldampblandingen en virvlende bevegelse. Blanderen 64 er hul og stort sett kløver-bladformig i tverrsnitt samt vider seg ut i medstrømsretningen. Damper og gasser fra brennovnen 65 passerer gjennom den indre del av blanderen 64, og luft passerer over yttersiden av blanderen, idet dampene og luften blandes med hverandre ved med-strømsenden av blanderen 64. Den luft, Figs. 3 and 4 show an apparatus which is intended for processing the output product from a rotary kiln, and which can replace that in fig. 6 and 7 shown chamber 55. The apparatus comprises a combustion chamber 59 and a cylindrical nozzle section 61, which fits on the discharge end 63 of a rotary furnace 65. The nozzle section 61 comprises a mixer 64, which is shaped as shown in fig. 5, as the mixer is shaped so that it provides more area for mixing and gives the air and sulfur vapor mixture a swirling movement. The mixer 64 is hollow and largely cloverleaf-shaped in cross-section and widens in the co-flow direction. Steam and gases from the incinerator 65 pass through the inner part of the mixer 64, and air passes over the outside of the mixer, the steam and air mixing with each other at the co-flow end of the mixer 64. The air,

som passerer over blanderen, inntrer i munnstykkeseksjonen 61 gjennom et spjeld 66, som er beliggende ved oppstrømnings-enden av blanderen. Spjeldet 66 kan naturligvis innstilles for å regulere iden i munnstykkeseksjonen innkommende luftmengde. passing over the mixer enters the nozzle section 61 through a damper 66 located at the upstream end of the mixer. The damper 66 can of course be adjusted to regulate the amount of air entering the nozzle section.

Forbrenningskammeret 59 er i alminnelighet sylindrisk og omfatter et utvendig hylster 67, som er foret med ildfast materiale 69. Kammeret er forbundet med hen-siktsmessige avtappingskanaler 71. Hvis det i fig. 3 og 4 viste apparat skal brukes for å forbrenne 17 tonn svovel pr. døgn til svoveldioksyd, kan forbrenningskammeret 59 være 50 cm i diameter og strekke seg fra munnstykkeseksjonen av den roterende brennovn ca. 30 cm. The combustion chamber 59 is generally cylindrical and comprises an external casing 67, which is lined with refractory material 69. The chamber is connected by appropriate draining channels 71. If in fig. The apparatus shown in 3 and 4 must be used to burn 17 tonnes of sulfur per 24 hours to sulfur dioxide, the combustion chamber 59 may be 50 cm in diameter and extend from the nozzle section of the rotary incinerator approx. 30 cm.

Ved drift av det i fig. 3 og 4 viste apparat ved 17 tonn svovel pr. døgn mates luft til den roterende brennovn med hastigheten 700 m<3> pr. time og til munnstykkeseksjonen 61 med hastigheten 2 100 m3 pr. time under et trykkfall av omkring 3,8 cm vann. Reynolds tall i forbrenningskammeret 29 er 50 000. Massehastigheten i forbrenningskammeret er over 1:95 kg pr. dm<2 >tverrsnitt pr. time og bør sammenlignes med massehastigheten 4,9 kg pr. dm<2> tverrsnitt pr. time ved det i fig. 6 og 7 viste ovenfor beskrevne apparat. When operating the in fig. 3 and 4 showed apparatus at 17 tonnes of sulfur per 24 hours, air is fed to the rotary incinerator at a rate of 700 m<3> per hour and to the nozzle section 61 at the rate of 2,100 m3 per hour under a pressure drop of about 3.8 cm of water. The Reynolds number in the combustion chamber 29 is 50,000. The mass velocity in the combustion chamber is over 1:95 kg per dm<2 >cross section per hour and should be compared with the mass rate of 4.9 kg per dm<2> cross section per hour at that in fig. 6 and 7 showed the apparatus described above.

Det vil innses, at forbrenningskammeret har et volum av mindre enn 0,04 m<3 >pr. tonn svovel og er tilnærmelsesvis 1/20 av størrelsen av den tilsvarende konven-sjonelle enhet. It will be realized that the combustion chamber has a volume of less than 0.04 m<3 >per. tonnes of sulfur and is approximately 1/20 the size of the corresponding conventional unit.

Det i fig. 3 og 4 viste apparat med de ovenfor spesifiserte dimensjoner kan effektivt behandle svovel med en hastighet av mellom ca. 5 tonn pr. døgn til ca. 35 tonn pr. døgn. Enheten har således betydelig tilpassbarhet eller smidighet. That in fig. The device shown in 3 and 4 with the dimensions specified above can effectively process sulfur at a rate of between approx. 5 tonnes per 24 hours to approx. 35 tonnes per day and night. The unit thus has considerable adaptability or flexibility.

Som før nevnt kan fast svovel transporteres til forbrenningskammeret og forbrennes i overensstemmelse med prinsippene for denne oppfinnelse. Når fast svovel anvendes, bør det anvendes fine svovelpar-tikler av hvilke 'SO % fortrinnsvis passerer gjennom et 40 maskers sold. Svovelet bør transporteres til et forbrenningskammer ved hjelp av luft, idet luftmengden er mindre enn den som kreves til forbrenning, og også mindre enn den ved hvilken en eksplo-sjon ville kunne inntreffe. Spesifikt bør ved matning av svovel til forbrenningskammeret forholdet mellom luft og svovel være mellom 1/3 og 3 beregnet etter vekt. I forbrenningskammeret må tilstrekkelig med luft være tilstede for å sikre forbrenning og for å opprette en massehastighet As previously mentioned, solid sulfur can be transported to the combustion chamber and burned in accordance with the principles of this invention. When solid sulfur is used, fine sulfur particles should be used of which 'SO% preferably pass through a 40 mesh screen. The sulfur should be transported to a combustion chamber by means of air, the amount of air being less than that required for combustion, and also less than that at which an explosion could occur. Specifically, when feeding sulfur to the combustion chamber, the ratio between air and sulfur should be between 1/3 and 3 calculated by weight. In the combustion chamber, sufficient air must be present to ensure combustion and to create a mass velocity

overskridende 48,8 kg gass pr. dm<2> tverrsnitt pr. time. I sin helhet bør forholdet exceeding 48.8 kg of gas per dm<2> cross section per hour. In its entirety, the relationship should

mellom luft og svovel være i området fra ca. 4,3 til ca. 13. Med unntagelse av apparaturen for transportering av svovel til forbrenningskammeret, hvilken apparatur kan fåes i handelen, bør forbrenningskammeret være utført etter de ovenfor angitte spesifikasjoner. between air and sulfur be in the range from approx. 4.3 to approx. 13. With the exception of the apparatus for transporting sulfur to the combustion chamber, which apparatus can be obtained in the trade, the combustion chamber should be made according to the specifications stated above.

Hvilketsomhelst av de ovenfor beskrevne forbrenningskammere kan benyttes med svovel, som kommer inn i kammeret i form av væske, damp eller fast stoff. Naturligvis må munnstykke- eller matnings-mekanismen velges så at den passer til den form av svovel som leveres. Any of the combustion chambers described above can be used with sulphur, which enters the chamber in the form of liquid, vapor or solid. Naturally, the nozzle or feeding mechanism must be selected to suit the form of sulfur being delivered.

Som ovenfor angitt kan forskjellige typer av munnstykker benyttes, og i denne forbindelse er kun den enkleste munn-stykketype vist. Den viktigste fordel ved mere innviklede munnstykker er tilveiebringelsen av forbedret turbulens ved lavere massehastigheter. As stated above, different types of mouthpieces can be used, and in this connection only the simplest type of mouthpiece is shown. The main advantage of more intricate nozzles is the provision of improved turbulence at lower mass velocities.

Likeledes er forskjellige endringer i måten for innføring av gass til forbrenningskammeret mulige, og en sådan er vist i fig. 3, 4 og 5. Dette bidrar til å øke turbulensen. Omblandingen kan også lettes ved anvendelse av blad eller sperreplater i forbrenningskammeret. Som ovenfor angitt bør anvendelsen av sådanne anordninger i alminnelighet unngås på grunn av vanske-ligheter med vedlikehold. Imidlertid bidrar disse anordninger til ytterligere å formin-ske lengden av forbrenningskammeret på grunn av den økede turbulens og kan være ønskelige ved spesielle anlegg. Likewise, various changes in the way of introducing gas to the combustion chamber are possible, and one such is shown in fig. 3, 4 and 5. This helps to increase the turbulence. The mixing can also be facilitated by the use of blades or baffle plates in the combustion chamber. As indicated above, the use of such devices should generally be avoided due to difficulties with maintenance. However, these devices help to further reduce the length of the combustion chamber due to the increased turbulence and may be desirable in special installations.

Den etter prinsippene for oppfinnelsen fremstilte gass kan kjøles etter at den har forlatt forbrenningskammeret, og benyttes ved forskjellige industrielle metoder og operasjoner. Avkjøling og overføring av gass skjer etter kjente fremgangsmåter og beskrives ikke her. The gas produced according to the principles of the invention can be cooled after it has left the combustion chamber, and used in various industrial methods and operations. Cooling and transfer of gas takes place according to known methods and is not described here.

Det har vist seg, at ved det ovenfor beskrevne apparat ifølge oppfinnelsen, når gassen behandles ved kjente fremgangsmåter etter forbrenningen, kan gehalten av svoveltrioksyd være mindre enn en halv prosent Dette representerer høyeffektiv drift og er ekvivalent med eller mindre enn mengden svoveltrioksyd i gass, som er fremstilt ved for tiden tilgjengelig svovelforbrenningsapparatur. It has been shown that with the above-described device according to the invention, when the gas is treated by known methods after combustion, the content of sulfur trioxide can be less than half a percent. This represents highly efficient operation and is equivalent to or less than the amount of sulfur trioxide in gas, which is produced using currently available sulfur combustion equipment.

Prinsippene for denne oppfinnelse kan anvendes ved utarbeidelse av mange forskjellige former av apparater for å behandle små eller store mengder svovel og for å frembringe enheter for vidt varierte krav. I denne forbindelse er det funnet, at for en gitt brennovn er lengden av flammen dividert med en eller annen kritisk dimensjon ved forbrenningskammeret proporsjo-nal med hastigheten av svovelet og luften, som fremmates med lave hastigheter, men alt ettersom matningshastigheten økes og turbulent omblanding inntrer, blir forholdet mellom lengden av flammen og den kritiske dimensjon konstant. Dette inntref-fer ved alle forhold mellom svovel og luft i forbrenningsområdet. Det er klart, at når svovelet og luften mates gjennom et rør, kan diameteren av forbrenningskammeret innstilles for en gitt flammelengde, hvor turbulent omblanding forekommer. Ved variasjoner i munnstykke- og forbrennings-kammerutformingen kan imidlertid det punkt, hvor forholdet mellom flammeleng-den og diameter bli konstant, variere. Opp-dagelsen av det konstante forhold ved og over en kritisk hastighet er en årsak til den sammentrengte utførelse av apparatet ifølge oppfinnelsen og sikrer optimal nytte av oppfinnelsen. The principles of this invention can be applied in the preparation of many different forms of apparatus for treating small or large quantities of sulfur and for producing units for widely varied requirements. In this connection, it has been found that, for a given furnace, the length of the flame divided by some critical dimension at the combustion chamber is proportional to the speed of the sulfur and air, which are fed at low speeds, but as the feed rate is increased and turbulent mixing occurs , the ratio between the length of the flame and the critical dimension becomes constant. This occurs at all ratios between sulfur and air in the combustion area. It is clear that when the sulfur and air are fed through a tube, the diameter of the combustion chamber can be adjusted for a given flame length, where turbulent mixing occurs. With variations in the nozzle and combustion chamber design, however, the point at which the ratio between the flame length and diameter becomes constant can vary. The discovery of the constant ratio at and above a critical speed is a reason for the compressed design of the apparatus according to the invention and ensures optimal use of the invention.

Som sammenfatning kan sies, at foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et forbedret apparat og en forbedret fremgangsmåte til forbrenning av svovel i form av damp, væske eller fast stoff. Som et resul-tat av denne forbedring kan svoveldioksyd effektivt fremstilles i et apparat, som er lite og kompakt sammenlignet med for tiden tilgjengelig apparatur. Dette har gjort svovelforbrenningsapparatur tilgj engelig for små såvel som for store operasjoner. Videre kan svoveldioksydet fremstilles med minimum av vedlikeholdsomkostninger såvel som minimum av driftsomkostninger. Dessuten gir apparatet og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen smidighet og tilpasning i drift, således at svovelforbrenning kan tilpasses bedre for mange industrielle anlegg. In summary, it can be said that the present invention provides an improved apparatus and an improved method for burning sulfur in the form of steam, liquid or solid. As a result of this improvement, sulfur dioxide can be efficiently produced in an apparatus which is small and compact compared to currently available apparatus. This has made sulfur combustion equipment available for small as well as large operations. Furthermore, the sulfur dioxide can be produced with a minimum of maintenance costs as well as a minimum of operating costs. In addition, the apparatus and method according to the invention provide flexibility and adaptability in operation, so that sulfur combustion can be better adapted to many industrial plants.

Claims

1. Process for the production of sulfur dioxide, in which air and sulfur are taken into a combustion chamber, where the sulfur is burned, characterized in that the air and sulfur are fed into the chamber at such a speed that a mass velocity is created therein that exceeds 48.8 kg per . dm<2> per hour, whereby turbulent mixing is maintained during the combustion until the sulfur is mainly completely converted to sulfur dioxide.

2. Method according to claim 1, characterized in that a Reynolds number exceeding 5,000 is maintained in the chamber until the sulfur has essentially been completely converted to sulfur dioxide.

3. Procedure according to claim 1 or ler 2, characterized in that the ratio between the weight of air and the weight of sulfur is kept within the range from 4.3 to 13.

4. Method according to any of the preceding claims 1-3, where the air and sulfur are fed to a plain-walled combustion chamber, characterized in that a mass velocity exceeding 97.6 kg per second is created in the chamber. dm<2> per hour.

5. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the air and sulfur are fed in a specific ratio and at such a speed that the length of the flame produced during combustion is essentially constant, regardless of variations in the speed of sulfur and air supply at said relationship.

6. Method according to any one of the preceding claims, where solid sulfur is transported to the combustion chamber by means of air, characterized in that the amount of air is sufficient to transport the sulphur, but less than the quantity which would entertain an explosion, and less than the quantity necessary for combustion, and that supplementary air is fed to the combustion chamber.

7. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that solid sulfur of such a size, where 80% of the sulfur is less than 40 mesh, is fed to the combustion chamber in a manner known per se by means of transporting air, the amount of transporting air being more than 1/3 times the weight of sulfur and less than 3 times the weight of sulfur.